基于89c51的数字钟

基于89c51的数字钟的设计和制作指导教员：设计人：张晓伟3202004022王威3202004029摘要该数字钟以89c51系列单片机为核心，控制LED液晶屏幕，通过编程实现电子钟，万年历，闹钟等基本功能，又定时器实现精确计时，通过程序算法实现时间和日期的调节和闹钟的设置。在调节过程中自动识别闰年非闰年，大月小月，星期自动调节。该数字钟通过128*64的LED液晶屏幕显示，不但可以显示数字，还可以方便的显示汉字，既可以静态显示，也可以动态显示，具有很好的人机交互性。关键词：数字钟、89C51、LED、液晶一、系统方案1、基本功能（1）基本计时和显示。（2）万年历功能，调节日期时自动判别闰年非闰年，大小月，星期自动更改。（3）闹钟功能。（4）屏幕保护功能。2、设计思路按功能要求，实际完成电子钟、万年历的基本功能。3、方案论证与比较（1）主控器件的选择51系列单片机技术成熟，资源丰富，使用灵活，足够满足需要，是最好的选择，但由于万年历功能由程序实现，程序算法较复杂，而且需控制液晶屏幕，字库占用很大存储空间，因此在单片机的选择上应采用Flash存储器较大的单片机，STC公司的STC89C58RD+型号单片机有32KFlash，可以满足要求。（2）计时方案选择用单片机的定时中断，可实现精确计时，完全可以满足数字钟的要求，如使用专用的时钟芯片，增加成本，使硬件繁琐，降低了系统的稳定性，故选择用单片机计时。（3）显示方案选择数码管显示简单易行，但是仅能显示数字和简单的字符，人机交互性差。而采用液晶屏幕显示，不但可以显示数字，还可以显示汉字甚至是图片，而且字体和大小可以根据自己的喜好改变，因此用液晶显示是最好的选择。（4）闹钟方案音乐芯片是用废旧的音乐贺卡的音乐芯片，既节省了成本，变废为宝！4、总体方案该数字钟由主控部分、显示部分、音乐模块和输入部分组成，如图所示：（1）主控部分主控部分主要是一片89c51，通过编程实现计时，液晶控制，闹钟控制，按键扫描等主要工作，通过程序控制比通过硬件电路实现稳定性更高，简单易行。计时部分通过定时中断，定时1ms，中断程序中毫秒累加，达到精确计时目的。日期部分邹全考虑，实现了对闰年和非闰年，大月和小月的判断，因此星期可根据日期自动调节。（2）显示部分用128*64的LCD液晶显示式该数字钟的最大亮点，LCD与LED相比，不但可以显示数字，还可以显示汉字甚至是图形，而且可以有多种显示效果，具有衡好的人机交互性。但是液晶控制相对复杂。液晶控制电路如图所示：XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C52CS11CS22GND3VCC4V05DI6R/W7E8DB09DB110DB211DB312DB413DB514DB615DB716RST17-Vout18LCD2LGM12641BS1R234567891RP1RESPACK-8要实现液晶显示，就必须了解其控制指令，才能方便灵活的用液晶显示各种数据。操作指令如下表所示：128*64LCD液晶操作指令表：指指令码功能令RWDID7D6D5D4D3D2D1D0显示ON/OFF0000111111/0控制显示器的开关，不影响DDRAM中数据和内部状态显示起始行0011显示起始行（0…63）指定显示屏从DDRAM中哪一行开始显示数据设置X地址0010111X：0…7设置DDRAM中的页地址（X地址）设置Y地址0001Y地址(0~63)设置地址(Y地址）读状态10BUS0ON/OFRST0000读取状态RST1:复位0：正常YFON/OFF1:显示开0:显示关BUSY0:READY1:INOPERATION写显示数据01显示数据将数据线上的数据DB7~DB0写入DDRAM读显示数据11显示数据将数据线上的数据DB7~DB0写入DDRAM液晶屏幕的控制指令和数据要按照合适的时序才能被写入读出，才能使其正常显示，1.写操作时序2.读操作时序（3）闹钟部分由于单片机输出电流较小，不能直接驱动音乐芯片，因此采用一个三极管放大电流，驱动音乐芯片，电路如下图所示：（4）键盘电路XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C52234567891RP2RESPACK-85程序设计程序的编写采用中断定时方式，程序包含有主程序、显示子程序和延时子程序（程序见附录）。下图是主程序的流程图：二、系统调试该数字钟硬件较为简单，其重点和核心是承训控制，计时功能实现较为简单，但日期的计算相对复杂，不仅涉及到闰年非闰年，还有大小月的影响，判断计算较为繁琐，经过反复修改和调试，最终达到了较好的好的效果。三、感想及结束语在这次创新实践活动，注重实践能力，活动过程中不但培养了我们的创新能力，而且培养了我们的合作精神。在实践过程中使我们加深了对课本知识的理解，更重要的是使我们认识到了理论与实践的结合的重要性，参考文献马忠梅等单片机的C语言程序设计（第三版）北京航空航天大学出版社黄智伟.全国大学生电子设计竞赛训练教程.北京:电子工业出版社,2005年戴佳，戴卫恒.51单片机—C语言应用程序设计.北京：电子工业出版社，2006年